[发明专利]一种基于分布式传感光纤的混凝土损伤动态诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于分布式传感光纤的混凝土损伤动态诊断系统及方法，属于水利工程中动态诊断与探测领域。

背景技术

当前我国已经兴建了一大批大型及特大型水利工程，如三峡工程、240m高的二滩、231m高的乌江构皮滩和294.5m高的小湾、278m高的溪洛渡、289m高的白鹤滩和305m高的锦屏一级等，对于水工混凝土结构的安全而言，其直接关系到其社会经济效益的发挥和人民的生命财产安全，与其它类型工程结构相比，水工混凝土结构的一个显著特点是常常需要考虑建筑物和水体之间的相互作用，大型的水利工程很多都修建在深山峡谷处，泄洪单宽流量较大，泄洪的功率很高，会激励建筑物的振动，通过监测，获取建筑物的振动并进行分析，可识别建筑物的模态参数等反应结构整体和局部特性的特征参数，因此，建立大坝等水工混凝土结构的损伤状态的动态诊断系统及方法有着十分重要的理论和现实意义。

要实现对混凝土结构体的动态诊断，需要监测系统具有实时在线、无损、多尺度监测等特性，对于具有较大体积的大坝等水工混凝土结构体而言，常规的结构损伤动态诊断系统难以适用，在水工混凝土结构体遭受地震和水流脉动等外界不利工况下大坝等水工混凝土结构的损伤诊断将更加困难，且相关的理论研究还明显不足，基于振动的结构损伤诊断方法已经在许多领域得到广泛应用，但在水利土木工程中的应用仍处于模态参数的识别和损伤诊断的起步阶段，急切地需要研制一种能够高效辨识混凝土结构损伤的动态诊断系统及成套技术。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于分布式传感光纤的混凝土损伤动态诊断系统及方法，其不但可以扑捉微小振动，也可以承载较大幅度的振动，大大提高了振动监测的范围，极好地满足了混凝土结构损伤动态诊断的需求，对当前水工混凝土结构动态健康监测探究提供了重要的支撑。

技术方案：为实现上述目的，本发明的基于分布式传感光纤的混凝土损伤动态诊断系统，包括上固定台和下固定台，所述上固定台内安装有光纤校正实体和光纤框正台，所述光纤校正实体上设有光纤蝶形压制块，所述光纤框正台上安装有光纤螺纹柱，上固定台下方设有一对平行设置的传感测桶和去干扰桶，所述传感测桶下方与左固纤横梁连接，左固纤横梁与左测桶底锥体连接，左测桶底锥体上铰接有左端口光源护体，所述去 干扰桶的下端与右固纤横梁连接，右固纤横梁与右测桶底锥体连接，右测桶底锥体上铰接有右端口光源护体，左测桶底锥体和右测桶底锥体位于下固定台上，左通道传感光纤依次穿过光纤蝶形压制块、光纤校正实体、传感测桶、左测桶底椎体到达左端口光源护体，右通道传感光纤依次穿过光纤框正台、去干扰桶、右侧桶底锥体到达右端口光源护体。

作为优选，所述光纤校正实体的正下方设有环状结构体，环状结构体的两侧分别设有左弹力体和右弹力体，左弹力体和右弹力体分别与左磁铁和右磁铁连接，左磁铁和右磁铁固定在上固定台上，左通道传感光纤绕过环状结构体穿入传感测桶。配合使用左磁铁和右磁铁放大该种微小振动，以更加及时地扑捉到各种振动信息，在发生较大的振动时，由于左通道传感光纤处于左弹力体与右弹力体之间环形结构体，两侧的左弹力体与右弹力体还可以起到降低较大振动的效果，其可以扑捉微小振动，也可承载较大幅度的振动。

作为优选，所述上固定台和下固定台上均安装有基板，基板上设有基板贴孔。

作为优选，所述上固定台的顶端设有光纤板弧盖，在光纤板弧盖内设有信息采集装置，光纤板弧盖可以保护左通道传感光纤和右通道传感光纤的出口端免受外界干扰。

作为优选，所述去干扰桶与右通道传感光纤之间填充有密实减振结构，可以减少右通道传感光纤遭受的外界振动干扰。

作为优选，所述密实减振结构为HDPE型号的高密度聚乙烯。

一种上述的基于分布式传感光纤的混凝土损伤动态诊断系统的方法，包括以下步骤：

第一步，备制一根强度较高的左通道传感光纤，将左通道传感光纤通过光纤蝶形压制块进行角度调整，后经过光纤校正实体进行竖直或者水平的调整，后环绕通过左弹力体与右弹力体之间的环形结构体，将左通道传感光纤通过传感测桶后，在左固纤横梁处对左通道传感光纤的尾端进行固定，通过左测桶底锥体导引左通道传感光纤到达左端口光源护体处，完成左通道传感光纤的配置；